电气化对液压与气动流体动力系统的影响

Drive System Design是一家专注于未来动力系统和相关技术的工程咨询公司，该公司发现，传统上使用液压系统作为推进或辅助部件的客户正在考虑用电动系统替换部分或全部液压系统，电动动力系统团队负责人兼首席工程师 Jason Schneider 在接受 Power & Motion 采访时表示。“效率和可控性都有待提高，”他说。“甚至还有NVH（噪音、振动）方面的问题，[因为]电子设备通常比液压和气动设备更安静，维护性也更好。”通常考虑的初始部件是机械驱动泵或液压马达，可以用电动机替换。如果更换这些部件，也可以更换泵或马达的软管和其他部件，这样可以节省空间和重量，有助于确保高效使用电池。

电气化为流体动力带来机遇
绝大多数受访者（略高于85%）认为电气化将为流体动力行业带来机遇。这在很大程度上源于前面提到的技术变革。许多受访者表示，电气化能够提高精度和控制能力，从而提高机器的效率和生产力——例如，挖掘机臂的更精确运动有助于减少返工，从而使项目及时推进。一位受访者指出，某些系统提供的更好的控制可以帮助证明电气化带来的额外成本和复杂性是合理的。

对于其概念验证轮式装载机电气化项目，丹佛斯动力解决方案的Editron 部门发现重新考虑机器的整个系统架构是最好的方法。这包括重新评估液压系统。通过分离推进和液压工作功能，该公司发现可以提高这些系统和整个机器的效率。

受访者指出，电气化可以为流体动力带来其他机遇，包括提高准确性和重复性、减少漏油（从而减少对环境的影响）、增加电液使用、更容易实施闭环控制等。

然而，从调查以及 Power & Motion 团队与业内人士的大多数讨论中也可以看出，液压和气动不会消失。超过 82% 的受访者表示，随着电气化的不断发展，他们预计流体动力组件不会被完全取代。

技术和行业挑战依然存在
对于调查受访者而言，实施电气化变革或新解决方案的最大挑战之一是不确定哪些技术会有益，占 50.42%。紧随其后的是 40.34%，表示缺乏行业信息是一项挑战。

该报告定义了电气化及其众多术语，预测了对流体动力的影响，以及行业有效营销未来几年仍将需要的液压和气动技术的方式。

调查受访者指出的另一个关键挑战是由于电气化而导致的系统复杂性。施耐德表示，其中一些来自电子元件的加入带来的可控性增强。“如果你想做更多聪明的事情来提高效率，你就必须提高控制的复杂性，”他说，这对设计团队来说可能是一个挑战。

Seguin 说，加入更复杂的电子元件也将带来在需要维修时对技术人员进行适当培训的需求。虽然电子设备可能比液压和气动设备需要的维护更少，但专业培训是必要的，不仅可以了解出现的潜在问题，还可以确保使用这些系统时的安全。

调查受访者还指出了客户犹豫、缺乏可用技术以及需要能够开发必要技术的熟练劳动力等挑战。

Sequin 认为，电气化有许多利弊需要考虑，例如通过改进对液压部件的控制可以提高效率。然而，还需要考虑与车辆和机器电气化相关的更大因素，例如必要的充电基础设施、为如此多的电动汽车提供动力的能源来源以及电动化的更高初始成本。

虽然近年来电气化发展迅速，但它将在多大程度上成为流体动力服务行业的一部分仍不清楚。许多调查受访者认为，电气化还需要 15-20 年才能占据使用液压和气动的市场的大多数份额。然而，紧随其后的是那些认为电气化将在未来 5-10 年内变得更加普遍的人。